全自動打捆包裝機器人（以下簡稱打捆機）是鋼鐵企業精整包裝工序的核心設備，我課題組研製的第一台國產YHB-400-10A型打捆機已經順利通過通化鋼鐵集團公司、水城鋼鐵廠驗收,長期運行良好。作為精整包裝生產線的重要組成部分，打捆機一般放在鋼材生產車間，而車間裏粉塵多，冬夏溫差大，要求安全係數高，這些都將對打捆機控製係統的運行產生很大影響。針對打捆機的工作環境差，溫度高，動作頻繁且可靠性要求高等特點，選用某公司的S7-200小型可編程控製器（PLC）作為控製係統的核心。S7-200PLC具有結構小巧、運行速度快、功能齊全等優點，能夠在鋼鐵車間等惡劣的工作環境下穩定運行。此控製係統不但能對每一步驟實現精確控製,結合外部設備和軟件設計.還能實現運行參數的自動調節和打捆機的離線故障診斷。
2控製係統組成
圖1為打捆機工作流程圖，打捆機通常工作在升壓狀態下，第一次啟動時的升壓要進行打捆之前的各項參數的初始化，比如蓄絲滿、上升到位和成型缸收緊等。經過下降、防脫、抽絲等步驟，打捆機完成一個道次的打捆，然後輻道行走，進行下一個道次的打捆。

由於打捆機工作環境複雜,基於故障診斷的需要，液壓油的油溫、油壓、油汙及上下運動定位、鋼捆定位等都是控製係統需要的參數。考慮到整個打捆機控製係統所需的輸入輸出點的個數、控製程序的編排及PLC程序存儲器的容量，控製係統選用了一個具有24路數字量輸入、16路繼電器輸出和6個高速計數器的CPU226模塊和一個具有16數字量輸人、16繼電器輸出的EM223擴展模塊。此外，係統還選用SIMATICHMITP7觸摸屏作為顯示、交互設備，它通過專用電纜與PLC主機模塊相連，主要用於參數設置、警情顯示、工作狀態指示和係統調試等，觸摸屏的使用為係統創建了一個友好的交互環境。
圖2所示為係統原理圖。打捆機操作指令和傳感器信號接PLC輸入點,I0.6J0.7和IL2、II.3作為高速計數器的輸入點分別接送絲碼盤和擰絲碼盤，以控製輸送鋼絲的長度和擰絲角度。PLC的輸出點通過控製繼電器實現對電磁閥的控製，從而控製打捆機的各個動作,PLC的輸岀點也可以直接驅動指示燈，以便觀察打捆機的工作狀態和故障點所在。

CPU226可方便地用數字量和模擬量擴展模塊進行擴展，最多可連接7個擴展模塊。此控製係統擴展一個數字量模塊EM223,主要用於接收傳感器輸入參數和繼電器輸出。
通過TP7觸摸屏，可以直接在屏幕上進行過程控製。圖形按鈕及自解釋說明等特點使操作更加簡單方便，同時也節省了K8凯发大酒店天生赢家的時間。在Windows環境下使用TP7組態軟件進行組態，此軟件提供多種靜態和動態圖，可以生動形象的顯示係統工作狀態和各運行參數。TP7還具有1P65保護等級，並全麵支持漢字顯示。
上述配置所組成的控製係統，可以完成打捆機的各個動作控製、顯示係統運行狀態和對運行過程中的突發故障進行離線診斷。通過通訊電纜與微機聯網，還可以實現打捆機運行狀態的遠程監控。
3軟件設計
S7-200係列PLC使用基於Windows平台的32位編程軟件包STEP7-Micro/WIN,可釆用語句表（STL）、梯形圖（LAD）或功能塊（FBD）三種方式編程。STL有時能解決利用LAD或FBD不容易解決的問題，適合有經驗的工程師；LAD直觀，易於理解，適合初學者編程使用；FBD可以解決廣泛的邏輯問題，編程使使用的圖形邏輯門表示格式有利於程序流的跟蹤。
PLC上電後，程序開始執行，若為上電後的第一個周期，則調用初始化子程序，設置PLC的各個輸出點為初始值，在以後的掃描周期內不再執行此程序段。然後檢查複位標誌位，若無複位請求，直接執行下一步。接著係統檢測是否出現警情，有則調用故障診斷子程序，排除故障後程序從初始位置運行。觸摸屏子程序主要處理與觸摸屏顯示、設置有關的一些變量值，使之顯示內容與係統運行狀態實時保持一致。啟動、升壓和冷卻子程序主要是根據傳感器和手動按鈕信號，控製卸荷閥線圈、冷卻風機電源的通斷和電機的啟動。打捆機運行過程中如果需要暫停觀察和維修，按下暫停按鈕，調用暫停子程序記錄暫停工作步驟和運行狀態，再次按下暫停按鈕打捆機從暫停處向下運行。爾後PLC檢測係統是工作在自動還是手動狀態,分別調用自動和手動運行子程序，自動運行過程中一個道次的打捆不需要人工介入，手動運行則需要分布操作,大都在係統調試時使用手動模式。

此係統主要是由傳感器的輸入來判斷警情。油溫、油壓、油汙信號可以由傳感器直接輸入，然後經觸摸屏子程序處理在觸摸屏上顯示,提示維修人員排除。係統硬件如電氣元件故障、液壓元件故障則要由故障診斷子程序結合硬件進行診斷，下麵結合事例進行說明：
假設打捆機上升不能到位，則上升到位開關不能給PLC輸入點到位信號，延時一旦超過了係統的設定值，係統就認為有故障點，觸摸屏顯示上升不到位,並自動發出測閥和測繼電器信號。檢測原理如圖4所示。測繼電器時,PLC逐個向需要檢測的繼電器輸出信號，如果同時輸入點12.1接收到“繼電器通”信號，表明此繼電器無故障,繼續檢測下一繼電器。如果不通，則記錄故障繼電器的標號。檢測電磁閥也基於同樣原理。檢測結果在觸摸屏上顯示，標明具體故障點。
4控製係統主要功能及其特點
這套以S7-200PLC為核心的控製係統不但能夠實現對打捆機煩瑣工作程序的精確控製，還可以根據溫度，壓力等自動調節運行參數，比如冬季油溫低，運行周期變長，程序就會自動增加各個動作的延時以避免係統誤報警。同時也可以實現電氣、液壓故障的離線檢測。
西門子公司產品良好的性能也使得此控製係統具有很高的穩定性，這對適用於鋼鐵生產車間的打捆機也是至關重要的。同時，PLC的指令係統豐富，編程操作簡單等特點也使開發周期變短，現場調試方便。
5結束語
選用PLC控製係統綜合了幾個方麵的考慮，PLC與單片機相比驅動能力強，電氣結構簡單且穩定性要高，工業控製計算機價格和維修費用都比PLC要高，選用PLC控製係統，不僅能夠完全實現所需功能，又充分利用了係統資源，降低了打捆機整機成本。使用此係統的全自動打捆包裝機器人現在通化鋼鐵集團和水城鋼鐵廠穩定運行，又進一步驗證了s7．200PLC控製係統的良好性能。

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